研究叔丁基对苯二酚(tBHQ)对高糖环境下SD大鼠视网膜Müller细胞氧化应激的影响及其机制。
体外培养SD大鼠视网膜Müller细胞。将实验分为正常对照组、高糖组和tBHQ干预组,采用Western blot法和实时荧光定量PCR测定各组Müller细胞核因子-E2相关因子(Nrf2)、血红素氧化酶1(HO-1)、缺氧诱导因子1 α(HIF-1α)和血管内皮生长因子(VEGF)蛋白及其mRNA的相对表达量。
体外培养Müller细胞的细胞体扁平不规则,细胞核呈卵圆形,细胞质丰富,相邻细胞交织形成网状;Western blot法检测结果显示,正常对照组、高糖组和tBHQ干预组Müller细胞中Nrf2、HO-1、HIF-1α和VEGF的蛋白相对表达量总体比较,差异均有统计学意义(F=73.831、148.618、152.269、91.217,均P<0.001);其中高糖组Nrf2、HO-1、HIF-1α和VEGF蛋白相对表达量分别是0.17±0.02、0.47±0.02、0.67±0.07和0.60±0.05,较正常对照组的0.06±0.01、0.19±0.03、0.06±0.00和0.07±0.02明显增加,差异均有统计学意义(t=4.114、9.275、16.479、13.353,均P<0.001);tBHQ干预组Nrf2、HO-1蛋白表达量分别为0.40±0.06、0.72±0.05,较高糖组增加,差异均有统计学意义(t=7.847、7.947,均P<0.001);tBHQ干预组HIF-1α、VEGF蛋白表达量分别为0.18±0.04、0.26±0.07,较高糖组降低,但较正常对照组增加,差异均有统计学意义(t=13.215、8.444,均P=0.000)。实时荧光定量PCR测定结果显示,正常对照组、高糖组和tBHQ干预组Müller细胞中Nrf2、HO-1、HIF-1α和VEGF mRNA相对表达量总体比较,差异均有统计学意义(F=340.317、1 582.911、488.852、185.699,均P<0.001);其中高糖组Nrf2、HO-1、HIF-1α和VEGF mRNA相对表达量分别是1.53±0.06、1.50±0.04、2.56±0.09和3.04±0.19,较正常对照组的1.07±0.07、0.95±0.05、0.99±0.02和1.09±0.08明显增加,差异均有统计学意义(t=7.292、15.014、30.550、18.573,均P<0.001);tBHQ干预组Nrf2、HO-1mRNA相对表达量分别为2.68±0.09、2.94±0.05,较高糖组增加,差异均有统计学意义(t=18.046、39.458,均P<0.001);tBHQ干预组HIF-1α、VEGF mRNA相对表达量分别为1.48±0.05、1.6±0.08,较高糖组降低,但较正常对照组增加,差异均有统计学意义(t=21.036、13.739,均P<0.001)。
tBHQ通过激活抗氧化应激Nrf2/ARE信号通路,对高糖环境下Müller细胞损伤起保护作用。
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糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是全球工作年龄人群首位的致盲眼病,其发病机制目前尚不明确。氧化应激作为DR的发病机制之一,是目前研究的热点[1]。长期高血糖及缺氧可增强氧化应激,诱导血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、缺氧诱导因子1 α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)等细胞因子的表达,引起视网膜新生血管形成、血管渗漏以及无灌注区形成,导致视网膜组织损伤[2,3]。Müller细胞作为支持视网膜神经元的神经胶质细胞,在DR中参与VEGF产生并诱导慢性炎症、新生血管形成和血管渗漏,以及视网膜纤维化[1]。核因子NF-E2相关因子(nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2)在受到亲电子试剂或活性氧刺激时与抗氧化反应元件(antioxidant response element,ARE)相互作用调节编码抗氧化蛋白如血红素氧化酶1(hemeoxygenase-1,HO-1)而达到抗氧化应激作用,是重要的内源性抗氧化应激通路[4,5]。叔丁基对苯二酚(teniary butyl hydroquinone,tBHQ)是Nrf2/ARE信号通路的强效诱导剂,可能通过激活Nrf2/ARE信号通路,减轻视网膜氧化应激损伤,减少视网膜血管增生,抑制视网膜细胞凋亡,但其具体机制仍不明确[6]。本研究拟观察tBHQ对高糖环境下SD大鼠视网膜Müller细胞Nrf2、HO-1、HIF-1α和VEGF表达的影响,探讨tBHQ对高糖环境下Müller细胞的保护机制。